電磁気学のガウスの法則の問題なのですが、答えを見てもよく分かりません。 具体的には、解説の図が書いてある部分以降何を言ってるのかよく分かりません。図の理解もできないです。 誰かわかる方教えていただけないでしょうか🙇🏻‍♀️՞

1.2 半径rの球面の中心0に点電荷g がある. 0を頂点とする頂角20の円錐によ って切り取られる球表面を貫く電気力束を求めよ。 1.3 半径αの球の中心に Qの大きさの点電荷があり,また,総量, -Q の電荷が 球全体に一様に分布している。 球の中心より距離rの点の電界はいくらか.

(1)〜(4)の解き方って合っていますでしょうか。また、(5)の問題が分からなかったので教えていただきたいです🙇左が問題、右が解いたものです。

問4 軽いバネの片端を壁に固定し、 他端に質量mの物体をつけて粗い床面に置いた、水平パネ振り子を考 える。 バネが自然長の時の物体の位置を=0とし、 バネが伸びる向きに軸正をとる。 物体は床面から速度 と逆向きの抵抗力-bu を受ける (6は比例定数)。時刻 t = 0 に、 原点にある物体に正の初速度 vo を与える と、バネ定数にがん=だったため、このパネ振り子は臨界減衰振動をした。 この時、任意の時刻 t におけ る物体の位置(t) は右下のグラフのようになり、y=を用いて以下の式で表せる。 (t)=votent 以下の間に、mo, のうち、 必要な記号を用いて答えよ。 (自然対数の底eは数字なので、当然使用可。) (1) 最初に物体の速さが0となる時刻 to を求めよ。 (2) 時刻 to の物体の位置 z (to) を求めよ。 (3) 時刻 to までにバネが物体にする仕事 W を求めよ。 (4) 時刻 to までに床からの抵抗力が物体にする仕事 Wa を、 (3) の結果を用いて求めよ。 (5) 【チャレンジ問題】 前問で求めたW を、 以下の積分を実行することで導け。 rx(to) = to) (-kv)dz = Wa= ・to sto (-kv)dr = √ (-bv) vdt = √ (-bv²) dt 位置 時刻

この問題の30〜36を教えてください。 2枚目はv(t)とx(t)の答えです

II page-3 以下の文章の空欄に当てはまる数値または選択肢をマークせよ。 なお、番号には 「① +, ② ③ 値が0なのでどちらでもない」 のいずれかを選択して解答すること。 単位が明記されていない物 理量はすべてSI単位の適切な基本単位もしくは基本単位の組み合わせによる組立単位を伴っている ものとする。 軸上を運動する質量3kgの物体に, 速度でに依存する抵抗力F-6(vv) が作用している。 時 刻t=0において,この物体は0の位置にいて 204m/sの速さでz軸の正方向に運動していたと する。この物体の運動方程式として適切なものを以下の選択肢からすべて選ぶと 21 となる。 (選択肢) dax dv d²v ①3- = -6(V) ②3- = dt -6(√)335 = dt dt2 =-6(VD) ④3- =vo - 6(√)³ dv dt ⑤ 3 =vo-6(vv) ⑥ z=-vot- (vo)342 ⑦ dt この運動方程式は, 変数分離を用いると, dv 03/2 = 22 23 1 I= =vot- (viit2 dt. と変形でき, 両辺の積分を実行して、 初期条件を用いることで, 24 v(t) = 26 (1+25t) と求まる。 また, 時刻における物体の位置z (t)は, 27t x(t) = う 1 + 28t となる。これらの結果から,この物体は無限に時間が経過したときに= 29 の位置で止まること が分かる。 物体がx=0からある点=Xまで動く間に抵抗力Fがする仕事Wは, 抵抗力Fを物体の動き方に あわせてで積分することによって求まるから, W = = √³ Fo X Fdx, を計算すればよいが,この計算を実際に実行するためには, 積分変数を位置から時刻tに変換して 時刻t=0から物体が=Xに到達したときの時刻t=Tまでの間にFがする仕事を求める式に変形 するのが便利である。 dr = v (t) dtに注意しつつ, 置換積分を利用してこの計算を行うことで,Wを 3132 求めることができる。 例えば, t=0からt=1/2までの間にFがする仕事は [30] - である。 33 方, 物体がt=0から29で止まるまでにFがする仕事は, T∞の場合のWを考えればよく, その結果は W=343536となる。

写真のTの式について質問です 　1/16や11/3072とありますがこれはどこから生じた数なのでしょうか？出所が分からないので、次に来る数字がわかりません。あ

5.4. また, 5.1 や5.2でプロットした点 (図2の白丸) に対して, 5.3で求め た合成標準不確かさの値を使って図2のように誤差棒を付けること。ただ し、実際のグラフには、 T + u, T, Tuの値 (数値)は書き込まない。 T+u NUA T +2 T- -u 6. 参考 図 2. 図1のような長さのひもの下端に質量mのおもりでできた振り子において,鉛直下向き とひものなす角 (単位はrad) の従う方程式 (おもりの運動方程式) は, 重力加速度の大き さ」を使ってml(d20/dr2)=-mgsin0 となる。 0が1に比べてじゅうぶん小さいとき (61), sin 00 (小角近似)と近似でき,おも りの運動方程式はml (de/dr2)=-mg0 となり,周期Tは To = 2 V1g の単振動となる。し かし, 0がある程度 (≒1rad≒57.3°) 大きくなると, 小角近似ができなくなるので振動は単 振動からずれる。これに伴って周期 T も To からずれ、初期角度 0 に依存する次のような式で 与えられる ( の単位はrad): T = To (1 + 1 +3 11 -off + = = 2π 16 3072 願い 11 1+ 163072 500+ NSA →プワット 5 紅長さ

慣性モーメントを求める問題です。 解答は平行軸定理を使っているようですが、求めたい軸が質量中心を通っているのに？って感じでわかりません。 どなたか説明してくだされば幸いです。 変な質問してたらすみません。

dr 図4.12 図 4.13 図4.14 問題 質量 M, 底面の半径 α,高さんの一様な直円柱について, 質量中心を通り高さ 方向と垂直な軸のまわりの慣性モーメントを求めよ ( 図 4.13). .2 図 4.14のように, 点Oを中心とする半径 αの円板から、 その半径を直径とする 円をくり抜いた質量 Mの板がある.この板に垂直で点を通る軸のまわりの慣 性モーメントを求めよ。

問題1が解けません途中式含めて教えていただけると助かります

1.2 解の存在と一意性 3 1 1階常微分方程式 本章では微分方程式の中でも最も単純な1階常微分方程式の解き方を学ぶ、単 純とはいっても解がすぐに見つかるとは限らない。 比較的容易に解が得られる微 分方程式にはいくつかのタイプがあるので、それをみてみよう.これらの解法は 2階以上の、より複雑な微分方程式の解法の基礎でもある. §1.1 微分方程式の階数 ェを変数とする未知関数をg(x)として F(x,y,y,y',...) = 0 x, y(x), y(x) = dy dx' d²y y" (x) = dx2, から成る方程式: (1.1) を常微分方程式という. また, 導関数の微分回数を階数といい, 階導関数 y(n) = dmy/dr” が (1.1) の最高階数の導関数のとき, (1.1) をn 階常微分方 程式という. たとえば,x軸上で力f (x) を受けて運動する質量mの質点の時刻での 座標x (t) は, よく知られているように,ニュートンの運動方程式 m = f(x) dt² (1.2) に従う.これは変数がt, 未知関数がェ (t) の2階常微分方程式の例である. 他方,同じ問題を質点がポテンシャルV (x) の中を力学的エネルギーEで 運動しているとしてエネルギー保存則の立場で見ると, d²x + V (x) = E (1.3) と表される.この式に含まれる導関数はdr/dt だけなので,これは1階常 微分方程式である。 [問題1] f(x)=-dV (x)/dr として,上の2式が等価であることを示せ. ヒント:エネルギー保存則によりEは一定であることに注意し、 (1.3) の両辺を で微分してみよ。) 本章では,最も階数の低い1階常微分方程式について学ぶ。 §1.2 解の存在と一意性 微分方程式の解の存在やその一意性などというと大変難しそうに聞こえる が,これから見るように直観的にはそれほど難しいことではない. 1階常微 分方程式のもっとも一般的な形は (1.1)より F(x,y,y)=0 (1.4) と表される. これをの方程式と見なして, それについて解けるときには dy = f(x, y) dr (1.5) と表される.この微分方程式は、 図1.1に示したように,その解y (x) があ ったとして解曲線y= y (x) をry 平面上に描くと, 任意の点(x,y) でのこ の曲線の接線の傾きがf(x,y) であることを意味する. したがって,(1.5) を解いてy(x) を求めるというの は, 曲線y=y(z) 上の点(x,y) で その接線の傾きがちょうどf (x,y) に等しいものを見出すことに相当す る. このことからまた, (1.5) を幾何 学的に解く方法も考えられる. ry 平面上の任意の点(x,y) f (x,y) を計算し,その値を傾きとしてもつ y 0 接線の傾き: f(x,y) 図 1.1 y=y(x)

大学の問題で電圧 V の電池と抵抗 R の豆電球を結ぶ回路に電流 I が流れている。両者を結ぶ導線は，幅が b の長いテープ状で，電流の行き帰りの平行なテープ面が距離 a で向かい合っている。このテープ 間の空間の電場 E と磁場 H を求めよ。さらにポインティングベクトル... 続きを読む

この問題の途中式や解き方がわからないので教えてほしいです！ 答えは右の写真です！

15-12. n-y平面上の質点の運動をx=rcosb,y=rsin 0 で定義される極座標r, 0 で表わす. dx dr do (a) および dy dt ,,0, および を使って表わせ. dt dt dt 15 10 do (b) 質量をmとして角運動量の大きさを,r, 0, および を使って表わせ. dt dt (c) この式は,位置ベクトルが動いて描く扇型の面積に関係していることを説明せよ. EXIO 40 地 dr

電磁気の問題です。 問1,2について解説してほしいです。

[2] 図のように真空中に無限に長い半径aの2本の円筒状の導線 A,B が、それぞれ (x,y) = (0,0),(x,y) = (d,0)の位置に中心軸を持って (ただしd≫ α)、軸に平行に 並んでいる。 真空の誘電率、 透磁率を 60、 Mo として以下の問いに答えよ。 [A] 円筒導線 A および円筒導線Bの表面に、単位長さあたり 入 (ただし入 > 0) およ び入の線密度の電荷が存在している状況を考える。 (1) 導線Aと導線B間の軸上における電場のx,y,z成分をxの関数として求めよ。 (2) 導線Aと導線B の電位差を求め、 これを用いてこの導線対の単位長さあたり の静電容量を求めよ。 さらに、この状況で電場が持つ単位長さあたりの静電エ ネルギーUE を求めよ。 v²-[cha Eda-fa Eda-lo Eda =- dr du 11-a271 902 Jas Hujan oka = 213 logoka Eorpo Q=CV X-1=(V 2a- A d 992 上面図 B 41WX X B X 1/2 265 G & Beds & (v ang (₂ VZGREV アンベール & Bell- od:1

何度やっても答えが合わないので自分の考えが間違っているのか教えていただきたいです。 慣性モーメントの問題です。 答えは3M(a^2)/20です。

11. 一辺の正方形を対角線の回りに回転してできる立体 (そろばんの W 「珠の形) がある. これを回転軸の回りに回転させるときの慣性モーメ ントを積分で求めよ。 (1) a